Intra- and inter-annual variation in a seagrass meadow on the Caribbean coast of Costa Rica: 2009-2015 / Variación intra e inter anual en una pradera de pastos marinos en la costa caribeña de Costa Rica: 2009-2015

Abstract Seagrass beds are an important ecosystem on the Caribbean coast of Costa Rica. At Cahuita National Park (CNP) a seagrass bed at Perezoso has been monitored continually since 1999 within the CARICOMP program. Thalassia testudinum is the dominant seagrass species, in some cases mixed with Syringodium filiforme. The results from the 2009 to 2015 monitoring period are presented here, and contrasted with data before 2009. Total (above and below ground tissue) mean biomass of T. testudinum was higher (1 255.4 ± 146.0 gm-2) than biomass before 2009, with an increasing tendency. However, productivity (1.5±0.59 gm-2d-1) and turnover rate (4.3 ± 1.22 %d-1) were lower than previous monitoring periods. In this period, mean leaf area diminished considerably (4.9 ± 2.30 m2), but leaf area index (LAI) increased (1.9 ± 0.80 m2leafm-2) in comparison to prior monitoring. Productivity, density, turnover rate, LAI and biomass showed intra-annual variations; while mean biomass of T. testudinum did not vary significantly among years. No correlations were found between water salinity, temperature and clarity with seagrass measurements. However, most seagrass parameters were strongly correlated with precipitation. These results highlight the effect of external environmental agents acting on the ecosystem. CNP presents a long-term stable seagrass meadow. However, there are indirect signals, such as high biomass and above-ground biomass proportion, along with low productivity and LAI, which point to a nutrient increment in Perezoso's seagrass bed. To continue protecting this seagrass bed, it is necessary to improve monitoring methods, and seagrass beds should be included in national conservation policies and monitoring programs. Rev. Biol. Trop. 66(3): 1149-1161. Epub 2018 September 01.

Resumen Los lechos de pastos marinos son un ecosistema importante en la costa caribeña de Costa Rica. En el Parque Nacional Cahuita (PNC), un lecho de pastos marinos en Perezoso ha sido monitoreado continuamente desde 1999 dentro del programa CARICOMP. Thalassia testudinum es la especie dominante, en algunos casos mezclada con Syringodium filiforme. Se presentan los resultados del período de monitoreo del 2009 al 2015. La biomasa promedio de T. testudinum fue mayor (1 255.4 ± 146.0 gm-2) que la biomasa antes de 2009, mostrando una tendencia creciente. Sin embargo, la productividad (1.5 ± 0.59 gm-2d-1) y la tasa de recambio (4.3 ± 1.22 %d-1) fueron inferiores a los períodos de monitoreo previos. En este período, el área foliar media disminuyó considerablemente (4.9 ± 2.30 m2), pero el Índice de Área Foliar (LAI) aumentó (1.9 ± 0.80 m2 hoja m-2) en comparación con el monitoreo previo. El promedio de la productividad, la densidad, la tasa de recambio, el LAI y la biomasa mostraron variaciones intra-anuales, mientras que la biomasa promedio de T. testudinum no varió significativamente entre los años, lo que representa un período estable. Ningún parámetro del agua de mar (salinidad, temperatura o turbiedad) se correlacionó con los parámetros del pasto marino. Sin embargo, la mayoría de los parámetros del pasto marino estaban fuertemente correlacionados con la precipitación. Estos resultados ponen en evidencia el efecto de factores ambientales externos sobre el ecosistema. El PNC tiene condiciones estables a largo plazo en las que se establece el pasto marino sin que haya evidencia de pérdida de biomasa. Sin embargo, hay señales indirectas; como el aumento de la biomasa y de la proporción de biomasa sobre el sustrato, así como una baja productividad y LAI; que apuntan a un incremento de nutrientes en el lecho de pastos marinos de Perezoso. Para continuar protegiendo este lecho marino, es necesario mejorar la calidad del agua y los métodos de monitoreo, además de incluir a estos hábitats en las políticas nacionales de conservación.

Efecto antioxidante y contenido polifenólico de Syringodium filiforme (Cymodoceaceae)

Antioxidant effect and polyphenol content of Syringodium filiforme (Cymodoceaceae). The marine phanerogam Syringodium filiforme, known as "manatee grass", is a common species that grows in coastal areas associated to Thalassia testudinum. With the aim to describe some of its possible chemical characteristics, this study was performed with a sample of 1.2kg, collected in March 2009, in Guanabo beach, Havana, Cuba. The sample was dried (less than 12% humidity) and a total extract prepared; other three extracts were prepared with the use of solvents of increasing polarity. The phytochemical screening and analytical determinations of each fraction were undertaken Total polyphenol content was determined using pyrogallol as reference´s standard; chlorophyll a and b and anthocyanin content were also quantified. Total extract and fractions antioxidant activity were evaluated by using the free radical scavenging activity assay with 1,1- Diphenyl-2-Picrylhydrazyl reactive (knowing as DPPH´s method). The phytochemical screening of the different extracts detected the presence of high concentrations of flavonoids, phenols, terpenes, antocyaninns, reducing sugars and alkaloids. The total extract and methanol fraction showed significant free radical scavenging properties, while the petroleum ether fraction showed moderate activity, and the chloroform fraction and the aqueous soluble precipitate (residual salt) obtained didn’t show antioxidant properties against free radicals. The results of this work confirmed the potentialities of this species for biological purposes. Rev. Biol. Trop. 59 (1): 465-472. Epub 2011 March 01.

La fanerógama marina Syringodium filiforme, conocida comúnmente como "Hierba Manatí", crece en los fondos marinos tropicales asociada con la especie Thalassia testudinum. Este estudio fue realizado con una muestra de S. filiforme (1.2kg peso húmedo) recolectada en la playa de Guanabo en La Habana, Cuba en Marzo 2009. La muestra fue secada hasta humedad inferior al 12% y se realizaron tres extracciones con solventes de polaridad creciente previamente al tamizaje fitoquímico y a las determinaciones analíticas. A partir del extracto total y en las fracciones se detectó la presencia de grupos químicos, fundamentalmente estructuras típicas de los flavonoides, por las absorbancias obtenidas en los espectros ultravioleta-visible. En el tamizaje fitoquímico se corroboró la existencia de altas concentraciones de flavonoides, triterpenos, polifenoles, antocianinas, azúcares reductores y alcaloides en los diferentes extractos obtenidos. El contenido de polifenoles totales de S. filiforme, se cuantificó mediante el uso de pirogalol como patrón de referencia; así como el contenido de clorofilas a y b, y el nivel de antocianinas. La actividad antioxidante se determinó por el método reducción del 1,1-difenil-2-picrilhidrazilo (DPPH). El extracto total y la fracción metanólica mostraron elevada actividad antioxidante en correspondencia con la concentración de polifenoles, mientras que la fracción de éter de petróleo mostró actividad moderada y la fracción clorofórmica y el precipitado remanente no muestran actividad antioxidante significativa. Estos resultados predicen las potencialidades de la especie para su uso con fines biológicos.

The distribution of seagrasses in Dominica, Lesser Antilles

Seagrass beds are the largest organism-built marine habitat in Dominica, yet have only been surveyed since 2007. Standardized examinations along a depth gradient between 0 and 24m, focusing on magnoliophyte species composition and benthic cover of shoots at 17 seagrass bed sites, were carried out between September 10 and December 7, 2008. The Cymodoceaceae Syringodium filiforme (Kuetzing 1860) and Halodule wrightii (Ascherson 1868), as well as the Hydrocharitaceae Halophila decipiens (Ostenfeld 1902), H. stipulacea (Fosskal & Ascherson 1867) and Thalassia testudinum (Banks ex König 1805) displayed distinct regional and horizontal distribution patterns. Syringodium filiforme is the island’s dominant seagrass along the western and northern coasts, occurring at depths between 2 and 18m and with a mean benthic cover ranging from 0.9-10% along the West coast. Along the North coast it grew between 0.2 and 1m depth with a mean maximum benthic cover of 48.9%. Halodule wrightii grew along the North and West coasts, in depths between 1 and 14m in areas of recent and chronic disturbances. Its delicate morphology and sparse benthic cover (<0.1%) did not constitute seagrass beds. Halophila decipiens grew along the deep, shallow and lateral margins of west coast S. filiforme beds and monospecifically in depths between 3 and 24m. Halophila stipulacea, an invasive species, was widespread along 45km of the West coast and was found in depths between 5 and 24m. Both Halophila species formed extensive beds at depths beyond the survey limit of 24m thus playing a potentially important role in the resettlement of shallow areas after storms. H. decipiens and H. stipulacea are currently the second and third most common seagrasses on the island respectively, despite their absence along the North coast. T. testudinum was confined to North coast’s sheltered reef flats at depths 1m or less with mean a benthic cover ranging from 2 to 76%. It grew monospecifically in the most turbulent and in the calmest locations, yet intermixed with S. filiforme in areas of moderate turbulence. Strong surge along the West coast (October 15-16, 2008), associated with Hurricane Omar, caused uprooting and burial of seagrass beds in varying degrees, in particular along the shallow margins between 2 and 10m depth. This event also demonstrated the dynamic nature of Dominica’s shallow seagrass bed margins and the resistance level of individual beds to storm disturbances. Rev. Biol. Trop. 58 (Suppl. 3): 89-98. Epub 2010 October 01.

Pastos marinos son los ambientes más grandes constituidos por organismos en Dominica. Sin embargo, sólo se han examinado desde 2007. Entre el 10 de septiembre y 9 de diciembre 2008, se examinaron la composicion de especies y la densidad de magnoliofitas en profundidades de 0 a 24m. Los Cymodoceaceae: Syringodium filiforme y Halodule wrightii, tal como los Hydrocharitaceae: Halophila decipiens, H. stipulacea y Thalassia testudinum, mostraron una distribución regional y horizontal muy distinta. Syringodium filiforme fue la especie dominante en las costas del oeste y del norte de la isla. Se encontró en profundidades de 2 a 18m y con un promedio de cobertura béntica de 0.9-10% en la costa del oeste. En las costas del norte creció entre 0.2 y 1m de profundidad con un pormedio de cobertura béntica de 48.9%. Halodule wrightii creció en las costad del norte y oeste, en profundidades de 1 a 14m en áreas de perturbaciones recientes o crónicas. Su morfología delicada y su baja cobertura béntica (<0.1%) no constituyeron pastos. Halophila decipiens creció en los márgenes profundos, llanos y laterales de pastos dominados por S. filiforme, pero también en forma mono-específica entre 3 y 24m. Halophila stipulacea, una especie invasora, se encontró comúnmente a lo largo de 45km de la costa del oeste en profundidades entre 5 y 24m. Ambas especies de Halophila formaron pastos extensos en profudidades mayores al límite de este estudio y puden ser importantes en la recolonización de áreas llanas después de tormentas destructivas. H. decipiens y H. stipulacea ahora son las especies más comunes después de S. filiforme, a pesar de su ausencia en la costa del norte. T. testudinum, sólo creció en la costa del norte, encima de áreas arrecifales con un pormedio de cobertura béntica entre 2 y 76%, en aguas con 1m o menos de profundidad. Crecieron mono-específicamente en áreas de turbulencia máxima y mínima, pero entre S. filiforme en áreas de turbulencia moderada. Oleaje fuerte en la costa del oeste (octubre 16), asociado con el Huracán Omar, causó la erosión y el enterramiento variado de las márgenes llanas de pastos marinos, particularmente entre 2 y 10m de profundidad. Este evento demostró la dinámica en las márgenes llanas de pastos marinos de Dominica y el nivel de resistencia a perturbaciones de pastos individuales.